Perpustakaan Digital ITB

Seiring dengan perkembangan penelitian tentang sensor optik, banyak penelitian yang mengembangkan salah satu jenis sensor optik berupa Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR). Sensor LSPR ini memiliki prinsip kerja yang sama dengan SPR, yang membedakannya adalah penggunakan nanopartikel dibandingkan thin film. Namun dalam perkembangannya, masih sedikit desain sensor LSPR ini yang diintegrasikan dengan teknologi digital microfluidic (DMF). Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan optimasi terhadap desain sensor optik yang diharapkan dapat dengan mudah diintegrasikan dengan teknologi DMF. Desain ini menggunakan grating nanostructure yang tertanam pada dielektrik lalu dilapisi dengan material hidrofobik, mirip dengan struktur DMF yang memiliki lapisan dielektrik dan hidrofobik. Terdapat beberapa tahapan besar optimasi yang dilakukan, mulai dari optimasi desain thin film emas, lebar grating nanostructure emas, material lapisan dielektrik, material embedded grating nanostructure, dan material lapisan hidrofobik. Optimasi-optimasi ini dilakukan dengan metode simulasi menggunakan ANSYS Lumerical FDTD untuk mengurangi siklus fabrikasi dan analisis serta menghemat biaya fabrikasi. Analisis performa pada penelitian ini menggunakan parameter sensitivitas dan figure of merit (FOM). Hasil yang didapat adalah thin film emas yang memiliki performa optimum memiliki ketebalan 30 nm, dan grating nanostructure dengan lebar 30 nm memberikan peningkatan performa cukup signifikan dibandingkan dengan penggunaan thin film emas dengan ketebalan yang sama. Lebih lanjut, material emas yang dilapisi material dielektrik berupa SiO2 memiliki performa yang optimum dibandingkan dengan material dielektrik lainnya yang digunakan pada penelitian kali ini. Variasi material embedded grating nanostructure juga memberikan pengaruh pada performa dimana penggunaan emas masih memiliki nilai sensitivitas yang optimum, namun penggunaan material besi memberikan nilai FOM yang lebih besar. Selanjutnya, desain embedded grating nanostructure pada material dielektrik ini memiliki performa yang optimum jika dilapisi oleh lapisan dielektrik berupa Teflon AF2400 dibandingkan dengan menggunakan Teflon AF1300 dan Teflon AF1601. Terakhir, dari desain-desain tersebut akan dilihat profil konversi fotoelektrik dan densitas arus ketika dibandingkan sampel darah dan air. Dari hasil tersebut ditemukan bahwa embedded grating nanostructure berbahan noble metal menghasilkan densitas arus yang lebih tinggi dibandingkan material metal lainnya.